[發明專利]一種差速轉向控制的電動四輪滑板

有效

• 申請號: 201910283323.9
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN109876419B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 肖玨媛;唐元博
• 申請（專利權）人: 南京振子智能科技有限公司
• 主分類號: A63C17/01
• 分類號: A63C17/01;G06F30/20;G06F30/17;G06N20/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本發明公開了一種差速轉向控制的電動四輪滑板，根據陀螺儀傳感器輸出的橫滾角值判定用戶轉向意圖，差速轉向控制模型的控制目標為轉向外側的輪轂電機轉速大于轉向內側的輪轂電機轉速，轉向外側的輪轂電機與轉向內側的輪轂電機轉速差值與橫滾角值呈正相關。本發明加入差速轉向控制，從而減小了轉彎半徑，提升安全性和便利性，并減少輪轂電機無法達到額定轉速帶來的電機損耗，延長產品的整體使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種差速轉向控制的電動四輪滑板。

背景技術

市場上常見的電動滑按控制方式可以分為手持遙控控制類以及重心控制類，按驅動方式可以分為外置皮帶電機類以及輪轂電機類。對于現有的重心控制類電動滑板，在用戶操作電動轉向時，其需要通過左傾或右傾來控制，此時滑板與地面不再平行，有一定的傾斜角度，兩個輪轂電機分為轉向內側和轉向外側兩個電機，由于轉彎半徑不同，兩個輪轂電機不應該具有相同的轉速，也就不應該擁有相同的動力輸出。該情況予下，外側輪轂電機動力不足，造成滑板整體旋轉半徑很大，而內側輪轂電機受內側輪與地面摩擦力增加的作用被迫作低速運轉，一方面能量平白損失在熱能上，另一方面長期以往對輪轂電機本身損傷很大。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種差速轉向控制的電動四輪滑板，減小滑板轉彎半徑，減小電能損壞。

技術方案：包括滑板主體和四個轉輪，位于所述滑板主體后部的兩個所述轉輪上安裝有輪轂電機；所述滑板主體的板面上固定有四個雙臂電橋式壓力檢測器，其中兩個所述雙臂電橋式壓力檢測器橫向間隔并排布置在板面的前部，另外兩個所述雙臂電橋式壓力檢測器橫向間隔并排布置在板面的后部；在板面幾何中心的安裝有陀螺儀傳感器，還包括控制器，所述控制器連接所述兩組雙臂電橋式壓力檢測器、陀螺儀傳感器以及所述輪轂電機；所述控制器包括速度控制模塊和差速轉向輔助模塊，所述速度控制模塊根據所述板面前部和后部的雙臂電橋式壓力檢測器輸出的差值控制所述輪轂電機加速或減速運行；所述差速轉向輔助模塊根據所述陀螺儀傳感器輸出的橫滾角值判定用戶轉向意圖，所述差速轉向控制模型的控制目標為轉向外側的輪轂電機轉速大于轉向內側的輪轂電機轉速，所述轉向外側的輪轂電機與轉向內側的輪轂電機轉速差值與所述橫滾角值呈正相關。

進一步的，所述雙臂電橋式壓力檢測器包括上面板、下面板、兩個帶懸臂梁的應變式壓力傳感器、電路板；所述應變式壓力傳感器包括壓力回字形框體，位于所述回字形框體內側的懸臂梁，所述回字形框體與所述懸臂梁處于同一水平面，所述懸臂梁與所述回字形框體連接部貼有電子應變片；所述下面板上設有兩個平行設置的第一凹槽，所述第一凹槽內還設有第二凹槽；所述應變式壓力傳感器嵌入所述第一凹槽內，所述懸臂梁位于所述第二凹槽上方；所述上面板內側面固定有兩個壓塊，所述上面板蓋合在所述下面板上，所述壓塊分別貼合在所述應變式壓力傳感器的懸臂梁上；所述電路板設置在由所述上面板和下面板相對形成的腔體內，并位于所述兩個帶懸臂梁的應變式壓力傳感器中間，所述電路板連接所述電子應變片。

進一步的，所述懸臂梁為倒“山”字形結構，包括與所述回字形框體連接的“T”字形主梁，以及連接所述“T”字形主梁的兩根長條形副梁，所述兩根長條形副梁關于所述“T”字形主梁對稱設置，所述副梁懸空端設有盲孔或通孔，所述壓塊上設有四個凸起，所述凸起分別嵌入所述盲孔或通孔中。

進一步的，所述差速轉向控制模型采用機器學習方法建立，包括如下具體步驟：

步驟1：獲取訓練數據：操控電動滑板做轉向試驗，轉向時控制輸出到兩個輪轂電機的轉速相同并采用開環控制，通過霍爾傳感器采集轉向外側的輪轂電機的轉速s1和轉向內側的輪轂電機轉速s2以及所述陀螺儀傳感器輸出的橫滾角θ，設定所述轉速差值目標逼近值diff_speed為實際轉速差值的1～2倍；

步驟2：使用線性逼近模型進行參數訓練，所述線性逼近模型為：

diff_speed＝w0+w1*s1+w2*s2+w3*θ